储能设备新王者：全固态柔性平面超级电容器

随着电子科技的持续发展，电子产品越来越向小型化和智能化发展。而与之相对应的产品，比如便携式可穿戴设备或微电子系统，特别需要芯片级别的系统集成，尤其需要轻质、柔性、安全的芯片级别的能量储存系统。平面型的微超级电容器能够在单一基底上制备，并且具有高能量密度、不需要隔离膜以及长寿命等特点，从而成为了微型电源的有力竞争者。目前，大部分研发中的平面式微型超级电容器的能量密度较低（<5mWhcm-3），且耐温性能较差，难以满足现今的能源需求。因此，新型的锂离子电容由于结合了锂离子电池的高能量密度特点，以及超级电容器的高公里密度特点，被认为是下一代储能设备的有力竞争者。

最近，大连化物所包信和研发团队开发制备了一种新型全固态的平面型锂离子超级电容器，该电容器采用钛酸锂作为超级电容器负极，活性炭材料作为正极材料。测试结果表明，这种机构的超级电容器具有较高的体积能量密度、耐高温能力以及良好的机械柔性。

超级电容的制备过程主要采用掩膜版抽滤制备：1、在底层基底材料上抽滤制备高导石墨烯分散液，作为叉指集流体。2、分别沉积钛酸锂负极电极和活性炭正极电极材料。3、重复上述过程以增加电极材料的负载量，进一步提高整体器件的体积能量密度。

这种方式制备的超级电容器经过多次的弯曲、扭曲和拉扯等测试后，并没有发生明显的电极脱落和结构损坏等问题，充分说明了这种结构的超级电容具有良好的柔性可弯曲性能。

电化学测试的结果也充分证明了基于钛酸锂和活性炭的锂离子超级电容器具有良好的电化学性能，其平面电容和体积电容值高达27.8mFcm-2和42.8Fcm-3。

当然，高温应用场合的超级电容器需要承受超过60摄氏度的高温，这对于超级电容器的安全性能提出很大挑战。传统传统的超级电容器在超过60度的温度下，不能稳定运行。理由是机电解质(如乙腈或碳酸丙烯)的可燃性和挥发性，以及高温下不稳定分离器的脱硫。全固态柔性平面超级电容器则不同，它采用离子胶作为无溶剂型的离子液体电解质，具有良好的离子导电性和高热稳定性，并且最高可承受高达350℃，比传统的有机电解液安全得多。也就是说，采用离子胶作为电解质体系的超级电容器，不但具有较高的电化学性能，还表现了良好的高温安全性，有望成为储能设备的新王者。